土质与公路建筑材料岩石与集料.ppt

土质与公路,主讲教师：,建筑材料,2012年2月,四川省交通运输职业学校,建筑材料（了解）,建筑材料的发展历史： 随生产力发展而发展原始时代-天然材料：木材、岩石、竹、粘土、石器、铁器时代： 18世纪中叶钢材、水泥(1824） 19世纪钢筋混凝土（1890）中国（1898） 20世纪预应力混凝土、高分子材料 21世纪轻质、高强、节能、高性能绿色建材,建筑材料（了解）,建筑材料的定义： 建筑材料是用于土木建筑结构物的所有材料的总称。,化学成分材料分类,材料来源、建筑功能、使用部位分类,单元二 岩石与集料,五,本章教学目的,五,掌握岩石的分类，常见的岩石有哪些？ 掌握岩石的技术性质（物理性质、力学性质）； 掌握细集料、粗集料的合理级配；,常见岩石,安山岩,石灰岩,花岗岩,玄武岩,白云岩石粉,2-1-1岩石的分类,定义：在建筑结构工程中，所使用的石料通常指由天然岩石经机械加工制成的，或者由直接开采得到的具有一定形状和尺寸的石料制品。,2-1-2岩石的技术性质,岩石性质分为三类：物理性质、力学性质、化学性质。,2-1-2岩石的技术性质,吸水性,吸水率,饱水率,质量损失,冻融后强度变化,2-1-2岩石的技术性质,力学性质：石料在工程应用中，所表现出的抗压、抗剪、抗弯拉强度的能力，以及抵抗荷载冲击、剪切和摩擦作用的能力。实践中石料的这一性质常用抗压强度和磨耗率两项指标来表示。,思考与练习,1.岩石的物理性质有哪些？石料应具备哪些力学性质?（P48页练习1题）,课题二 细 集 料,集料：笼统的说集料就是粒状石质材料（常见的有：自然砂、人工砂、卵石、碎石，另有工业冶金矿渣）。,集料,细集料,粗集料,水泥混凝土4.75mm，沥青混凝土2.36mm，大于或等于该尺寸的颗粒为粗集料，余为细集料。,2-2-1细集料的物理性质,细集料物理性质,表观密度,堆积密度和紧装密度,含水率,空隙率,有害杂质的含量,表观密度是单位体积物质颗粒的干质量（应大于2500kg/m3）,堆积密度是单位体积物质颗粒的干质量，有干、湿堆积密度之分，与紧装密度概念相同（紧装密度一般为1602500kg/m3）,空隙率指细集料之间空隙体积占细集料总体积的百分率。（孔隙率一般为35%45%kg/m3）特细可达50%。,含水率指细集料中所含水的质量占干细集料质量的百分率。,细集料中有害杂质主要：泥土、云母、轻物质、硫酸盐、硫化物和有机质。,2-2-2 细集料的颗粒级配,细集料的颗粒级配：指细集料中各种粒径颗粒大小的搭配比例或分布情况。（级配对水泥混凝土及沥青混合料的强度、稳定性及施工和易性有着显著的影响，级配设计也是水泥混凝土和沥青混合料配合比设计的重要组成部分。）,细集料颗粒级配示意图,2-2-3 粗度,粗度是指：不同粒径的砂搭配后总体的粗度粗度（它是评价砂粗度的一种指标，常用细度模数指标来表示）。 根据累计筛余百分率计算细度模数。 计算式：,根据公路工程桥涵施工规范（JTJ 041-2000)规范，砂按其细度模数分为粗砂3.73.1、中砂3.02.3、细砂2.21.6三大类。,思考与练习,（P68页练习1、5题）,课题三 粗集料,粗集料的密度，由于材料状态及测定条件的不同，便可以衍生如下几种密度：,2-3-1 粗集料的物理性质,2、粗集料的送方密度包括堆积状态、振实状态、捣实状态下的松方密度。 3、孔隙率：是集料颗粒之间的空隙体积占集料总体积的百分率。（与细集料相同） 4、含水率：是指粗集料中所含水分的质量占干燥质量的百分率。（与细集料相同） 5、级配：是粗集料中各组成颗粒的分级搭配。级配又分连续级配和间断级配（图示2-13） 6、含泥量：粗集料的含泥量指卵石、碎石中小于0.075mm的颗粒含量。 7、针、片状颗粒含：指集料中细长的针片状颗粒与扁平的片状颗粒。,2-3-1 粗集料的物理性质,8、坚固性：指在气候、环境变化或其它物理因素作用下，粗集料抵抗破碎的能力。,级配曲线 图2-13,2-3-2 粗集料的力学性质,1.压碎值 指按规定的方法测得石料抵抗压碎的能力，也是集料强度的相对指标，用以鉴定集料品质。压碎值是对石料的标准试样在标准条件下进行加荷，测试石料被压碎后，标准筛上筛余质量的百分率。 2.磨光值 ( PSV ) 反映石料抵抗轮胎磨光作用能力的指标。该值越大，表明集料的抗磨光性能越好。采用加速磨光机磨光石料，并用摆式磨擦系数测定仪浊得的磨光后集料的磨擦系数。,2-3-2 粗集料的力学性质,3.冲击值 ( LSV ) 反映石料抵抗冲击荷载的能力。该值越小，表明集料的抗冲击性能越好。由于路表集料直接承受车轮荷载的冲击作用，这一指标对道路表层用集料非常重要。 4.磨耗值 ( AAV ) 确定石料抵抗表面磨损的能力，适用于对路面抗滑表层所用集料抵抗车轮磨耗值。该值越小，表明集料的抗磨耗能力越好。,思考与练习,（P80页练习1题）,课题四 矿质混合料的配合比设计,矿质混合料：就是能够满足级配要求的各种粒径材料的集合体，简称矿料。确定几种集料混合时各自比例的过程就是矿料的组成设计。,矿质混合料组成设计方法常用的是矩形图解法（修正平衡面积法） 一、 设计条件：1、混合各集料的筛分结果（筛分试验测定，设计配合参数）；2、确定矿质混合料的级配范围（查规范或理论计算）。 二、设计步骤：1、绘制曲线级配；2、确定各种集料的用量比例；3、校核（是否符合要求）,本章小结,本章介绍了石料的岩石学特征、阐述石